近來，老題材石墨烯不斷煥發“新生命”，作為21世紀最具應用前景的新材料之一，石墨烯的每項技術發明都給該題材注入了新的生命力。據相關媒體報道，美國科學家日前用石墨烯開發出一種只有指甲蓋大小的紅外線圖像傳感器，首次實現了在室溫下對全紅外光譜的觀測。業內人士表示，如果能夠將這種探測器集成到隱形眼鏡或其他可穿戴電子設備中，將有望為人們提供一種前所未有的、與環境進行交互的新方式，屆時極有可能改變目前的可穿戴設備格局。此外，據中科院金屬所的官方網站消息，石墨烯鋰硫電池研發也取得了重大突破。分析人士表示，近來石墨烯的發明創造頻頻與當前的熱門題材“沾邊”，這也是石墨烯概念股屢受青睞的主要原因。
可穿戴設備正迎接石墨烯
據相關媒體報道，美國科學家日前用石墨烯開發出一種只有指甲蓋大小的紅外線圖像傳感器。不同于目前常見的中紅外和遠紅外圖像傳感器，新技術無需笨重的冷卻裝置就能運行，首次實現了在室溫下對全紅外光譜的觀測。不僅如此，由于體積小、重量輕，它甚至能夠集成到隱形眼鏡或手機中，未來還有望在軍事、安保、醫學等多個領域獲得應用。上述發明的相關論文在線發表在《自然·納米技術》雜志網站上。
據介紹，紅外線的波長在760納米至1毫米之間，是一種波長比紅光長的非可見光，分為近紅外線、中紅外線和遠紅外線三種。普通攝像機只需一個芯片就能拍攝到可見光，而紅外成像技術則需要同時看到近紅外、中紅外和遠紅外各種不同頻譜的圖像。更具挑戰性的是，中紅外和遠紅外傳感器通常必須在極低的溫度才能工作。
這項由密歇根大學電氣工程和計算機學助理教授鐘朝暉（音譯）和同校的特德·諾里斯教授負責的研究將石墨烯作為原材料。眾所周知，石墨烯是一種由碳原子構成的單層結構，能夠探測到整個光譜的紅外線、可見光和紫外線。但由于石墨烯對光線的吸收能力較差（2.3%），不足以產生足夠的電信號，因而此前相關的研究一直止步不前。鐘朝暉教授表示，上一代石墨烯紅外線傳感器所面臨的最大問題就是靈敏度太差，無法滿足商用設備的需要。
為了克服這一障礙，鐘朝暉和他的團隊對石墨烯產生電信號的過程進行了改進。據物理學家組織網報道，他們在兩個石墨烯薄片之間設置了一個絕緣隔離層，底層有電流通過。當光線照射到頂層石墨烯的時候，裝置會釋放電子，產生帶正電的空穴。而后在量子機制的作用下，電子穿過中間的絕緣層，到達底部的石墨烯層。此時留在上層石墨烯上的帶正電空穴會產生電場，并對下層石墨烯的電流產生影響。而通過測量電流的變化，就能推斷出照射在上層石墨烯上的光的亮度。
上述研究人員稱，新方法讓中紅外和遠紅外傳感器的靈敏度達到了一個新的高度，完全能夠媲美需要冷卻裝置才能運行的傳統紅外線傳感器，而且該設備只有一個指甲蓋大小，很容易實現集成。如果能夠將這種探測器集成到隱形眼鏡或其他可穿戴電子設備當中，將有望為人們提供一種前所未有的、與環境進行交互的新方式。同時，該技術也為紅外線技術在軍事、安保、醫學等多個領域中的應用開辟了新的想象空間。
車用石墨烯鋰硫電池取得重大突破
近一年來，石墨烯的研究發明可謂層出不窮。稍早之前就有相關媒體報道，2013年12月18日《科學網》引用了中科院金屬研究所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室的成會明課題組論文報道，以《超快長循環壽命鋰硫電池：基于石墨烯的三明治結構》為題，介紹了高容量、長循環壽命、低成本及環境友好的新型石墨烯鋰硫（Li-S）電池開發，并取得重大突破。
電池網微信
